FDA-zugelassenes Arzneimittel gegen chronische Nierenerkrankungen kann dazu beitragen, die Antibiotikaresistenz zu mildern

Ein erhöhter Einsatz von Antibiotika kann scheinbar paradoxerweise zu problematischeren Infektionen führen, da sich die Bakterien entwickeln, um der Behandlung zu widerstehen. Die Antwort auf diese antimikrobielle Resistenz, die die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten als „eines der dringendsten Probleme der öffentlichen Gesundheit der Welt“ bezeichneten, könnte ein Medikament für Nierenerkrankungen sein, so ein Team, das von Forschern von Penn State geführt wird.

Antibiotika töten oder stoppen das Wachstum von Bakterien, aber je mehr sie verwendet werden, desto bessere Bakterien widersetzen sich ihnen. Das Team stellte fest, dass die von der US Food and Drug Administration (FDA) genehmigte Medikamente Sevelamer, die typischerweise verschrieben wurde, um überschüssiges Phosphor im Blut von Menschen mit chronischen Nierenerkrankungen zu binden, die Dialyse unterzogen werden, auch Off-Target-Antibiotika bei Mäusen binden. Antibiotika werden als „Off -Target“ bezeichnet, wenn sie im Körper außerhalb der Infektionsstelle erscheinen – in diesem Fall entgeht ein kleiner Teil dem Blutkreislauf und wird in den Darm ausgeschieden.

Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse, die sie sagten, in der Zeitschrift Small eine Möglichkeit, die Antibiotikaresistenz zu mildern. Die Idee ist, dass der Sevelamer die Off-Target-Antibiotika finden und binden und sie daran hindert, mit Bakterien im Darm zu interagieren, wie ein Hund, um zu verhindern, dass er ein Eichhörnchen jagt.

Wir fanden heraus, dass Sevelamer als „Anti -Antibiotikum“ fungieren kann, indem sie Off -Target -Vancomycin und Daptomycin – zwei häufig verschriebene Antibiotika – im Darm erfassen, was die Evolution der Resistenz verhindert, ohne die systemische Antibiotika -Wirksamkeit zu beeinträchtigen. „

Amir Sheikhi, korrespondierende Autorin, der Dorothy Foehr Huck und J. Lloyd Huck, Vorsitzende für Biomaterialien und Regenerative Ingenieurwesen und Assistenzprofessor für Chemieingenieurwesen

Vancomycin wird häufig verschrieben, um Infektionen zu behandeln, die durch Enterokokken verursacht werden, die im Darm existieren, aber die Anzahl wachsen und sich auf andere Körperbereiche ausbreiten können, was zu Harnwegsinfektionen, Infektionen im Herzen, Zellulitis und mehr führt. Die Bakterien können sich jedoch entwickeln, um Vancomycin zu widerstehen, sodass die Kliniker Daptomycin als Last-Line-Behandlung zur Bekämpfung der Infektion wenden. Laut Sheikhi sind diese Arten von Infektionen im Gesundheitswesen besonders weit verbreitet, in denen die Patienten nach einem medizinischen Eingriff bereits langwierige Antibiotika -Behandlungen für primäre Infektionen unterzogen oder Primärinfektionen entwickeln.

Das Problem ist, dass sich auch die Bakterien entwickeln können, um Daptomycin zu widerstehen. Der Widerstand kommt zustande, sagte Sheikhi, weil 5% bis 10% der Antibiotika intravenös verabreicht haben, landen im Magen -Darm -Trakt. Dort sind die Off-Target-Antibiotika nicht mit der Anzahl der Bakterien überein, die das Medikament überleben und sich weiterentwickeln, um sie von den Medikamenten nicht beeinflusst zu werden, um sie abzutöten. Um dies zu bekämpfen, entwickeln die Forscher Möglichkeiten, die Off-Target-Antibiotika zu erfassen und zu verhindern, dass sich die Bakterien so weiterentwickeln, dass die Medikamente unwirksam werden.

„Die Entwicklung von Anti-Antibiotika anstelle neuer Antibiotika kann möglicherweise die Wirksamkeit der gegenwärtigen Antibiotika schützen“, sagte Sheikhi, der auch mit dem Penn State Districments of Biomedical Engineering, Chemie und der Neurochirurgie angeschlossen ist und das Bio-Soft-Materiallabor oder B-Smal in der Universität an der Universität leitet.

Er erklärte, dass Forscher, da Bakterien weiterhin Resistenz gegen Antibiotika entwickelt und weiterhin eine Resistenz gegen Antibiotika entwickelt haben, alternativen Therapien zu untersuchen können, die über stärkere Antibiotika hinausgehen können. Ein solcher Weg nach vorne besteht darin, ein Medikament zu verabreichen, das Off-Target-Antibiotika zusammen mit dem Antibiotika erfassen kann.

Die Arbeit baut auf einer Studie von 2020 auf – angeführt von Andrew Read, Senior Vice President for Research, Evan Pugh Professor für Biologie und Entomologie, und früher Eberly -Professor für Biotechnologie und Koautor in der aktuellen Studie – die Cholestyramin, eine von der FDA, zur Behandlung hochkarätiger Cholestern, die Daptomkin inaktiviert hatte, fand, die Daptomycin inaktivieren konnte.

„Antibiotika führen die Antibiotika -Resistenz“, sagte Read. „Wenn Sie Antibiotika, wo sie nicht benötigt werden, inaktivieren können, beseitigen Sie den Treiber der Antibiotikaresistenz. Ein Anti-Antibiotikum könnte im Prinzip verhindern, dass Resistenz gegen Antibiotika jemals im Darm auftaucht.“

Im Jahr 2022 beschrieben Sheikhi, Read und andere Mitarbeiter den Mechanismus -Cholestyramin, der zum Binden von Daptomycin verwendet wurde, aber auch, dass es Vancomycin nicht entfernen konnte. Das Team wandte sich also einem anderen vielversprechenden Kandidaten zu: Sevelamer.

In dieser Studie verabreichten die Forscher Mäuse mit Enterococcus faecium durch Injektion Vancomycin oder Kochsalzlösung, eine Art Darmbakterien, von denen bekannt ist, dass sie schnell die Antibiotikaresistenz entwickelt. Gleichzeitig fütterten sie die mündliche Suspension von Sevelamer mit den Mäusen. Die Forscher analysierten dann den genetischen Gehalt der Fäkalien von den Mäusen.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Sevelamer innerhalb von Minuten geringe Konzentrationen an Daptomycin und innerhalb weniger Stunden einfängt“, sagte Sheikhi und stellte fest, dass Sevelamer beide Antibiotika entfernte – die antibiotische Aktivität von Daptomycin in vitro blockierte, was Zellenexperimente bedeutet, und Vancomycin in vivo und in vivo und in vivo, z. B. in VIVO, z. B. in einem Tiermodell. „Dies führt Sevelamer als eine vielseitigere und wirksamere Zusatztherapie zur Reduzierung der Resistenzentwicklung bei Infektionen ein, die aus Umgebungen im Gesundheitswesen stammen können.“

Während die Ergebnisse bei Mäusen gemacht wurden, gaben die Forscher an, dass es direkte Auswirkungen auf die Humanmedizin gibt.

„Nach unserem Kenntnisstand ist dies die erste Demonstration, dass ein von der FDA zugelassenes Medikament die Auftroffenheit von Vancomycin-gesteuerten Resistenz in lebenden Organismen wirksam blockieren kann und eine neuartige und skalierbare Strategie zur Bekämpfung der antimikrobiellen Resistenz in der Gesundheitsversorgung darstellt“, sagte Sheikhi. „Da Sevelamer bereits von der FDA zugelassen ist, verfügt es über ein gut etabliertes Sicherheitsprofil, was es zu einem starken Kandidaten für die klinische Anwendung macht.“

Als nächstes sagte Sheikhi, dass das Team plant, klinische Studien durchzuführen, um Sevelamers Wirksamkeit bei menschlichen Patienten zu bewerten, die Vancomycin oder Daptomycin erhalten. Sie planen auch zu untersuchen, ob Sevelamer die Resistenzentwicklung anderer Arten von Antibiotika verhindern könnte, die in den Magen -Darm -Trakt ausgeschieden werden. Das Forschungsteam lädt Mitarbeiter mit Erfahrung in klinischen Studien zur Bewertung der antimikrobiellen Resistenz ein, um sie zu kontaktieren.

Andere Autoren auf der Arbeit, die mit Penn State verbunden sind, sind Roya Koshani, Postdoktorand in Chemieingenieurwesen; Shang-Lin Yeh, der seinen Doktortitel in Chemieingenieurwesen bei Penn State erhielt und jetzt in der Industrie arbeitet. Zeming HE, der einen Bachelor -Abschluss in Chemieingenieurwesen in Penn State erworben hat und jetzt einen Abschluss an der Universität von Pennsylvania anstrebt; und Naveen Narasimhalu, der einen Bachelor -Abschluss in Chemieingenieurwesen bei Penn State erwarb und jetzt bei 3M arbeitet; Landon G. Vom Steeg, Postdoktorand in Biologie und Entomologie; und Derek G. Sim, Associate Research Professor für Biologie und Entomologie. Robert J. Woods, Associate Professor für Innere Medizin – Infektionskrankheiten, Universität von Michigan, hat auch die Zeitung mitverfasst. Sheikhi, Sim und Read sind auch mit den Huck Institutes der Biowissenschaften in Penn State verbunden, und Vom Steeg ist auch mit der Geisel School of Medicine in Dartmouth verbunden.

Das Huck Institute of the Life Sciences von Penn State durch die Initiative von Patricia und Stephen Benkovic; der Dorothy Foehr Huck und J. Lloyd Huck Early Career Chair; das angewandte Evolution Seed Grant Program der College of Agriculture; und der Eberly -Vorsitzende der Biotechnologie unterstützte diese Forschung.

Quellen: